连杆盖工艺加工和车φ81孔夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

镇 江 高 专 毕 业 设 计 连杆盖的工艺工装设计 of s 名： 机械系 专业班级： 机营 031 学生姓名： 徐 威 学 号： 03016137 指导教师姓名： 殷晓中 指导教师职称： 讲师 二六 年 十一 月 二十 日 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 目 录 引言 3 第一章 零件的分析 3 零件的作用 3 零件的工艺分析 4 第二章 确定毛坯，画毛坯图 4 第三章 工艺规程设计 5 定位基准的选择 5 加工工艺路线 6 选择加工设备及刀具，夹具，量具 7 加工工序设计 8 第四章 夹具设计 第 40道工序的夹具设计 11 确定设计方案 11 定位精度分析 11 操作说明 11 第 50道工序的夹具设计 11 确定设计方案 12 定位精度分析 12 操作说明 12 结论 13 致谢 14 参考文献 15 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 连杆盖的工艺工装设计 专业班级： 机营 031 学生姓名： 徐 威 指导教师： 殷晓中 职称： 讲师 摘要 现代机械加工行业 发生着深刻的结构性变化， 工艺工装的设计与改良已成为 企业生存和发展的必要条 件。 工艺工装的设计与改良直接影响着连杆盖的质量与性能。 连杆盖行业作为一个传统而富有活力的行业，近十几年取得了突飞猛进的发展。在新经济时代，连杆盖行业呈现了新的发展趋势，由此对其连杆盖质量、性能产生了新的变化。 本文首先介绍了连杆盖的作用和工艺分析，其次确定毛坯尺寸，然后进行了工艺规程设计，最后对第 40、 90道工序和第 50 道工序进行了夹具设计 关键词 ： 工艺分析 工艺规程设计 夹具设计 of s 文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 A is in so of to of of is in In a So is a to of at s at 00th 0th 言 这次设计使我能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践经验知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（连杆盖）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，为未来从事的工作打下良好的基础。 由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。 第一章 零件的分析 零件的作用 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 图（ 3 10） 连杆是柴油机的重要零 件之一。连杆体与连杆盖通过螺栓连成一整体，其大头孔与曲轴相连，小孔通过活塞销与活塞连接，将作用于活塞的气体膨胀压力传给曲轴，有受轴驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。 件的工艺分析 由图（ 3知，其材料为 材料具有较高的强度、磨性、耐热性及减振性，使用于承受较大压力，要求耐磨的零件。该零件的主要加工面为 台、孔 12、 81、孔 20、槽 5。 A， 81孔的尺寸精度、同轴度 A、 2的尺寸精度，两孔距尺寸精度 110+/参考文献中有关面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可能达到的，零件的结构工艺性也是可行的。 技术要求： 孔、疏松等缺陷。 3 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 第二章 确定毛坯，画毛坯图 根据零件材料确定毛坯为铸件。又由题目以知零件的生产纲领为 6000 件 /年。铸造后应安排人工 时效。 参考文献（ 1）表 种铸件的尺寸公差等级为 ，加工余量等级为 H 级。故取 13 级， H 级。 铸件的分型面选择通过 A 基准孔轴线，且与 B 面平行的面。浇冒口位置分别位与 A 基准孔凸台的两侧。 参考文献（ 1）表 查表法确定各表面的总余量如表 2示 表 2 1 各加工表面的总余量 加工表面 基本尺寸（ 加工余量等级 加工余量数值 说明 A 面 94 G 5 E 面 94 G 5 D 面 94 H 5 凸台面 20 H 5 81 孔 80 H 3 20 20 H 67 槽 67 H 5 由参考文献（ 1）表 9 可得铸件主要尺寸的公差，如图 2 2 所示 表 2 2 主要毛坯尺寸及公差 （ 主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 94 5 99 A， 43 5 48 凸台面距 81孔中心尺寸 67 5 72 81孔 81 3 78 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 第三章 工艺规程设计 定位基准的选择 选择粗基 准的原则是保证用粗基准定位所加工出的精基准有较高的精度；用此精基准定位后，各被加工表面具有较均匀的加工余量，并与非加工表面保持应有的相对位置精度。一般按以下原则选择粗基准： 1）若工件中有不加工的表面，则选取该不加工表面为粗基准；若不加工表面较多，则应选取其中与加工表面相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。 2）若工件所有表面都需加工，在选择粗基准时，应考虑合理分配各加工表面的加工余量。 3）选择零件上平整光滑的表面（不能有飞边、浇口、冒口或其他缺陷）作为粗基准，以使定位准确，夹紧可靠。 4）粗基准应尽量避免重复使 用，原则上只使用一次。 选择精基准的出发点是保证加工精度，特别是加工表面的相互位置精度，以及安装的方便可靠。有以下原则： 1）基准重合原则。 2）基准统一原则。 3）自为基准原则。 4）互为基准原则。 5）所选精基准应能保证工件定位准确稳定，装夹方便可靠，夹具结构简单适用。 精基准的选择：连杆盖的 A 面和孔 12 面既是装配基准，又是设计基准，用它们作精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则。实现连杆盖“一面二孔”买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。此外， 大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方面。 粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择连体盖的重要孔的毛坯孔与连体盖内壁作基准；第一，在保证各孔加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀；第二，装入连体盖的零件与盖体内壁有足够的间隙；此外还应能保证定位准确，夹紧可靠。 最先进行机械加工的表面是精基准 A 面和孔 12，这时可有如下定位夹紧方案： 用三个支承钉支承在 A， E 面的毛坯面上，限制三个自由度；用浮动圆柱销深入 81坯孔中限制二个自由度；用一个支承钉支承在孔中 12 侧 面上限制一个自由度。 工工艺路线的拟订 根据个表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下： A 面和 E 面：粗铣 半精铣 精铣； D 面：粗铣 精铣；孔 12：钻并倒角；凸台面：粗铣 精铣； 81：粗镗 半精镗 精镗；孔 20：钻、扩、铰； 铣 精铣； 12 6H:功螺纹； 5槽：粗铣。 因 面有较高的平行度要求， 12 有较高的同轴度要求，故它们的加工宜采用工序集中的原则，即分别在一次装夹下将两面或孔同时加工出来，以保证其位置精度。 根据先面后孔，先主 要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将 A， 2孔的粗加工放在前面，精加工放在后面，每一阶段中又首先加工面，后在镗孔 81。 12 6 修改后的加工工艺路线如下： 工序号 工序名称 工 序 内 容 设备 铸造 时效 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 10 铣 粗铣 组合机床 20 粗铣 0 粗铣凸台 0 钻 钻孔 12并倒角 0 镗 粗镗，半精镗，精镗 81 卧面组合镗床 60 精镗 20的孔倒角 3025 70 铣 粗铣 0 半精铣 面 0 功螺纹 12 6H 100 铣 精铣 A， 10 精铣凸台及 20 精铣 30 粗铣 5槽 40 去毛刺 150 检验 160 入库 选择加工设备及刀具，夹具，量具 由于生产类型为大批量生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以专用机床 以 专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由工人完成。 精铣 面。考虑到工件的定位更紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣，选择 考文献 1表 选择直径 00类可转位面铣刀（参考文献 1表 用夹具和游标卡尺。 半精铣 面。由于定位基准的转换，宜采用立式铣床。选择与粗铣相同型号的刀具。采用粗铣专用夹具及游标卡尺，刀口形直尺。 铣凸台采用立式铣床，专用铣夹具，专用检具。钻 12孔，孔口倒角 1 45选用摇臂钻床 用锥柄阶梯麻花钻（参考文献 1表 锥柄扩孔复合买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 钻，扩孔时倒角，选用锥柄机用绞刀，专用夹具功螺纹采用机用丝锥，及丝锥夹头专用夹具。 12孔径用游标卡尺测量，螺纹孔用螺纹塞规检验。 粗镗 81 孔采用卧双面组合镗床，选择功率 削头（参考文献 1表 选择镗通孔的镗刀，专用夹具，游标卡尺。 半精镗，精镗也采用卧式双面组合镗床，选择功率为 削平。选择精镗刀，专 用夹具。 加工工序设计 （ 1）工序 10粗铣 序 80半精铣 面，工序 100 精铣 A，查文献 2表粗铣加工余量，得粗铣以后面的距离为 45面的精加工余量 A、 E 面精（ 46 2 又已知面 46 的总余量为 3以 A、 以粗铣 3 2 粗铣，半精铣和精铣工序和工序尺寸及公差列于下表 铣孔余量和工序尺寸及公差（ 加工表面 加工方法 余量 精度等级 工序尺寸及公差 铣 2 6 精铣 8 43 铣 8 粗，半精，精铣面时都以孔 40 和 D 面定位，故两面之间的粗铣工序尺寸 46精铣工序尺寸 43，精铣工序尺寸为 43 需做尺寸链计算。 （ 2）工序 20粗铣 30粗铣凸台， 110 精铣 查文献（ 1）表 精加工余量 知 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 的总加工余量 Z 总 为 5粗加工余量为 参考文献（ 1）表 粗铣的每齿进给量 z；取精铣的每转进给量 f=r 粗铣走刀一次， 铣走刀 1次， 参考文献（ 1）表 粗铣的主轴转速为 150r/精铣的主轴转速为 300r/前面已选定铣刀直径 D 为 200 相应的切削速度分别为 v 粗 =000=000m/v 粗 =000=000m/ 3） 工序 40 钻孔 12并倒角，工序 90功螺纹 12 由文献（ 1）表 12铸件加工余量等级为 9 级，表 12铸件尺寸精度等级为 9级。 则 22孔的钻余量查表 13一次钻到 12考文献（ 1）并参考 2的进给量 f=，参考文献（ 1）表 14的切削速度 V=此， 转速 n=1000v/ d=680r/钻床实际转速取 n=650r/实际切削速度 V=000 考文献（ 1）表 ) M=) 则钻 12孔的 565N M=它们均小于机床的最大进给力 7840N，和机床的最大扭转力 机床刚度足够 。 铰孔进给量取 f=r 参考文献（ 1）表 14铰孔的切削速度为 V=16m/次算出转速n=1000/ d=1000机床的实际转速取 n=450r/买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 实际切削转速 V= 000=000= 4）工序 50 粗镗，半精镗，精镗 81，查文献（ 2）表 粗镗以后 孔的直径为 78，故孔的精加工余量 =已知 81孔的总余量为 3以半精镗 以粗镗 表 3 各工步余量和工序尺寸 加工表面 加工方法 余量 工序尺寸 81 粗镗 2 80 81 半精镗 81 精镗 81 第四章 夹具设计 这次设计的夹具为第 40、 90 道工序钻孔 12 并功螺纹 12夹具适用于摇臂钻床 考文献（ 1）表 第 50道工序粗镗、半精镗、买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 精镗 81孔夹具保证 81+的精度要求，该夹具适用于卧双面组合镗床。 第 40、 90道工序的夹具设计 确定设计方案 该夹具装在摇臂钻床上，考虑到钻床刀具的行程，工件采用倒装加工。连杆盖采用侧面和上面加一块垫板进行定位，底面采用活动 用快速夹紧机构，和钩型压板对零件进行夹紧。活动 套采用标准钻套（固定钻套）钻套安装在钻模板上一 H7/7/定钻套结构简单，钻孔精度高。考虑到整个钻床的高度，以及快速夹紧机构所占用的空间。还可以用推引式辅助支承取代快速夹紧机构。 具体夹具设计见夹具装配图。 定位精度分析 工件是在一次装夹下完成加工的，位置精度由夹具保证。 取钻套与钻模板的配合为 H7/定销与导套的配合为 H7/外，夹具还应标注形位公差（详见夹具装配图） 操作说明 夹具使用在摇臂钻床 ，选用锥柄阶梯麻花钻。加工连杆盖12用丝锥功螺纹。工件在上面、侧面（ A 或 E 面）加一块垫板定位，底面采用活动 V 型块，活动 V 型块与快速夹紧机构相连接。 工件采用快速夹紧机构，和钩型压板对零件进行夹紧。考虑到整个钻床的高度，以 及快速夹紧机构所占用的空间。最后决定用推引式辅助支承取代快速夹紧机构。 第 50 道工序的夹具设计 确定设计方案 这道工序所加工的孔在凸台面上，且与凸台面 G 面垂直，按照基准重合原则并考虑到目前没有经过加工，为了避免重复使用粗基准，应以凸台面钻头引偏，买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 81孔应从凸台面开始加紧，从 要求镗孔时朝下。 从对工件的结构形状分析，若工件以凸台面朝上放置在支撑板上，定位夹紧不稳定不可靠。也不容易实现。夹具以夹具体安装面和定位孔，定位销定位，用 件以凸台面在夹具上定位，限制 了三个自由度，其余三个也必须限制。 在 2内插入短圆柱销限制二个自由度，在对称的 2插入短菱形销限制一个自由度，与固定凸台面共限制了六个自由度。 本道工序选用手动夹紧，使夹具简单，操作方便。 具体设计见夹具装配图。 定位精度分析 工件是在一次装夹下完成加工的，位置精度由夹具保证。 取分度盘与夹具体，导套与夹具体，导套与分度盘的配合为 H7/定销与导套的配合为 H7/定销与夹具体销孔，支撑块销孔的配合为 H7/外，夹具还应标注形位公差（详见 夹具装配图） 操作说明 夹具使用在卧式镗床上，粗镗、半精镗、精镗 81 孔。 夹具以夹具体安装面和定位孔，定位销定位，用 件以凸台面在夹具上定位，限制了三个自由度。在 2内插入短圆柱销限制二个自由度，在对称的2固定凸台面共限制了六个自由度。选用手动夹紧。 结 论 这次设计使我能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践经验知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（连杆盖 ）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，培养了我的熟悉并运用有关手册、买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 规范、图表等技术资料的能力，进一步培养了我的识图、制图、图表和编写技术文件等基本技能，为未来从事的工作打下良好的基础。 通过对本次课程设计有关的课程学习，使我从技术与经济紧密结合的视角，用建立在系统论、控制论、信息论等科学方法论基础上的新观念，围绕加工质量这个总目标，熟悉了机械制造过程中包括传统的和现代的在内各种常用加工方法和制造工艺，以及与之有关的切削机理、加工原理、设备的性能与选用原 则、加工质量的分析和控制方法等。其具体表现为： 1） 掌握了金属切削的基本规律，并能用之于各种切削参数和刀具几何参数的合理选择，及对加工质量的正确分析。 2） 了解了常用机械加工方法的工作原理、工艺特点、质量保证措施，以及常用机床的性能、工艺范围、主要结构及合理选择。 3） 熟悉了机械加工工艺规程和机器装配工艺规程拟订的基本知识及有关计算方法，具有拟订中等复杂程度零件机械加工工艺规程的能力。 4） 掌握了机械加工